Britse onderzoekers behalen snelheid van 178Tbit/s via singlemode-glasvezel

Onderzoekers van het University College London hebben in samenwerking met twee bedrijven een nieuw record gevestigd voor datadoorvoersnelheden via singlemode-glasvezelkabels. De Britten behaalden een snelheid van 178Tbit/s.

De snelheid van de UCL-onderzoekers werd via 660 kanalen behaald over een glasvezelkabel met een lengte van veertig kilometer. De wetenschappers wisten een wavelength-division multiplexing-bandbreedte van 16,83THz te behalen door tegelijkertijd de optische S-, C- en L-banden in te zetten, met golflengten van 1460nm tot 1625nm. Het team realiseerde dit door een combinatie van versterking en geometric shaping: het gebruik van patronen die het beste gebruikmaken van de fase, helderheid en polarisatie van het licht in de kabel voor de signaaloverdracht.

De onderzoekers verbraken het record van Japanse wetenschappers van begin dit jaar. Die behaalden via de S-, C- en L-frequentiebanden een bandbreedte van 13,6THz bij een experiment met fiber van 40 kilometer lengte, om tot een doorvoersnelheid van 150,3Tbit/s te komen.

Het gaat bij beide experimenten om snelheden via singlemode-glasvezel waarbij lichtstralen recht door de vezel gaan, wat hogere bandbreedte en langere afstanden mogelijk maakt dan multimode-fiber met een grotere kern waarbinnen het licht reflecteert en dus een grotere afstand aflegt en verstrooit. Het is ook mogelijk meerdere kernen te combineren binnen de glasvezelkabel en met deze bundeling zijn hogere snelheden over grotere afstanden mogelijk. In april demonstreerden onderzoekers van het Japanse National Institute of Informations & Communications Technology bijvoorbeeld een doorvoersnelheid van 172Tbit/s over een afstand van 2040 kilometer door drie cores binnen de glasvezelkabel te bundelen.

De Britse onderzoekers claimen dat het voordeel van hun techniek is dat deze te implementeren is in bestaande infrastructuur door de versterkers te upgraden die bij optische verbindingen om de veertig tot honderd kilometer aanwezig zijn. De UCL Electronic & Electrical Engineering-afdeling werkte bij het onderzoek samen met de bedrijven Xtera en KDDI. Ze publiceren hun bevinden in IEEE Photonics Technology onder de titel Optical Fibre Capacity Optimisation via Continuous Bandwidth Amplification and Geometric Shaping.

Reacties (52)

[Sissors]

Het gaat bij beide experimenten om snelheden via singlemode-glasvezel. Door meerdere kernen binnen de glasvezelkabel te bundelen zijn hogere snelheden over grotere afstanden mogelijk.

Hiermee lijken jullie te schrijven dat singlemode fiber betekend dat het een enkele vezel is. En hoewel het een enkele vezel zal zijn (neem ik aan, niet nagekeken), is dat niet gerelateerd aan single-mode.

Een single-mode glasvezel is een vezel waar het licht effectief maar op één manier doorheen kan 'stuiteren'. Multi-mode glasvezels kan het licht op meerdere manieren doorheen stuiteren, en dan kan je bedenken dat als hij vaker stuitert, hij trager is. Oftewel je lichtpuls wordt uitgesmeerd, omdat hij op meerdere manieren door de glasvezel gaat, en die hebben verschillende snelheden. En daardoor zit je aan lagere bandbreedtes die je kan halen met multi-mode vezels versus single-mode vezels. Maar ze zijn wel goedkoper te maken en makkelijker te gebruiken.

[Adm.Spock]

Multimode is voor short haul, communicatie binnen een gebouw, of tot maximaal binnen een campus of bedrijfsterrein.

Monomode (singlemode) is voor long haul, meer dan 10km.

Bandbreedte verschil klopt ook, maar is niet het enige argument. Een dan is er bij multimode ook nog verschil tussen "step index" en "graded index"

[Reactie gewijzigd door Adm.Spock op 29 juli 2024 03:37]

[Sissors]

Klopt, weer gerelateerd aan die verschillen in snelheid. Het effect van een lichtpuls die met meerdere snelheden door een glasvezel gaat is 100x zo erg bij een glasvezel van 10km ipv eentje van 100m.

[Kain_niaK]

Wat is het latency verschil tussen single mode en multi mode?

De snelheid van licht door glas is iets van 200 000 km/s, maar als het licht binnen een multi mode fibre heen en weer kaatst en bij single mode niet. is single mode dan sneller? En wat is het verschil in latency?

[Adm.Spock]

Multimode heeft dezelfde latency als monomode, het gaat om "propagation delay", een deel van het signaal legt een langere weg af, waardoor het licht van de puls, de "1" een deel van de achterliggende "0" waar geen licht zou moeten zijn overlapt. Waardoor de 1 minder licht bevat, en de 0 meer licht bevat, hierdoor vervaagt als het ware het verschil tussen de 1 en de 0.

[Reactie gewijzigd door Adm.Spock op 29 juli 2024 03:37]

[Clubbtraxx]

Gebruik aub gewoon de term singlemode. Dat Franstaligen van singlemode monomode gemaakt hebben geeft heel makkelijk verwarring als je de gebruikelijke afkorting gaat hanteren. SM en MM... In een bepaalde context wordt er ergens MM geschreven maar wordt er dan Multimode of Monomode bedoeld? Als iedereen het gewoon heeft over Singlemode heb je dat probleem in elk geval niet.

[svangroning]

Met singlemode heb je meer controle over je lichtpuls,
- dus geschikt voor grotere afstanden. Multimode houdt bij 2km wel ongeveer op.
- en voor hogere snelheden op kortere afstanden. Bijvoorbeeld 400Gbps over meer dan 100m

[Adm.Spock]

Multimode step-index gaat tot 2km idd.

Multimode graded-index haalt tot 10km.

Monomode haalt de langste afstanden, maar stelt ook de hoogste eisen aan de zend diode (laser). Bij multimode is een grotere scatter van het licht minder bezwaarlijk.

[swat!]

Multimode is voor short haul, communicatie binnen een gebouw, of tot maximaal binnen een campus of bedrijfsterrein.

Monomode (singlemode) is voor long haul, meer dan 10km.

Dat ligt er maar net aan hoe groot je bedrijfsterrein is.

Singlemode is niet enkel en alleen voor meer dan 10km, aangezien multimode max 2km (100Mbps), 1km (1Gbps), 550m (10Gbps) of 100m (25Gbps) kan halen afhankelijk van de tranceiver die je gebruikt.

[fozzie]

Je kan singlemode over multimode gebruiken speciale kabel voor. Ben benieuwd hoeveel wat multi-colour laser ze hier voor gebruikt hebben en de hardware die zulke data hoeveelheid kan verwerken.

[mr32]

Uit de paper blijkt (corrigeer me als ik er naast zit) dat er 660 kanalen gebruikt worden. Elk kanaal werkt op 25 GBd/s (symbolen per seconde). Met behulp van 3 tunable external cavitiy lasers (ECLs) worden die gegenereerd.

Met drie lasers ga je nooit 660 kanalen genereren, tenzij er gebruik wordt gemaakt van kam lasers, maar dat wordt niet vermeld. De lasers zijn wel tunable, wat wil zeggen dat de golflengte gekozen kan worden. De truc is om iedere keer 3 kanalen met signaal samen te voegen met een ruis bron, die de resterende 657 kanalen na doet. Dit wordt hier dus gedaan met twee ASE bronnen (amplified spontaneous emission) i.c.m. een bandstop filter die het spectrum vrijhoudt voor de 3 kanalen van de ECLs. Op deze manier hebben ze betrouwbare tests kunnen doen waarin het lijkt dat ze met 660 kanalen tegelijk werken. Door de test te herhalen voor alle kanalen, kun je dus bewijzen dat dit werkt.

Om vervolgens tot de 178 Tb/s te komen, worden er omgerekend 10.79 bits per symbool gebruikt. Door een geometrische geoptimaliseerde constellatie met 64 of 256 mogelijkheden, afhankelijk van het gebruikte kanaal, wordt dit bereikt. Een constellatie is een twee dimensionaal systeem waarin licht intensiteit wordt gecombineerd met fase om een serie bits te beschrijven. Een constellatie met 64 punten kan dus 6 bits beschrijven. De plaatsing van die punten kan worden geoptimaliseerd, wat in de paper dus geometric shaping wordt genoemd.

Even snel rekenen: 660 kanalen * 25 GBd/s = 16500 GBd/s. Sinds elk symbool effectief 10.79 bits bevat, 16500 GBd/s * 10.79 bits/symbool = 178 Tb/s

Is dit praktisch? Nee. Maar met dit soort onderzoek worden heel veel details geoptimaliseerd. Zo is het gebruik van geometrisch geoptimaliseerde constellaties bijvoorbeeld iets wat relatief nieuw is, wat op deze manier gebruikt wordt om toch weer een paar extra Tb/s door een enkele glasvezel te krijgen. Uiteindelijk zijn het dat soort trucjes die dan weer toegepast gaan worden in bijvoorbeeld transatlantische verbindingen.

[bron]

[Reactie gewijzigd door mr32 op 29 juli 2024 03:37]

[fozzie]

Wel mooi hoe jij dit "even" omrekent de AMS-IX doet op dit moment curent 6.264 Tb/s peak 8.148 Tb/s.
Dus deze techniek kan leveren 178 Tb/s gedeeld door voor het gemak 8 Tb/s = 22.25 maal de capaciteit van de AMS-IX.
Wanneer zullen we dit nodig hebben???
Maar echt welke core internet routers kunnen dit aan???

Effe zoeken:
Juniper TX Matrix Plus with 16 x T1600 25.6 Tbit/s
Cisco CRS-X Multi-Chassis Up to 1152 Up to 921.6 Tbit/s

Ze zijn er al dus wel.

[Reactie gewijzigd door fozzie op 29 juli 2024 03:37]

[bazzi]

Vooral de hardware ben ik heel nieuwsgierig naar!

[flippy]

omgerekend ~22 Terabyte (!) per seconde.

[Xfade]

Onder de tekst staat bij Lees meer deze nieuws: Wetenschappers halen dataoverdracht van 44,2Tbit/s over glasvezelkabel

Bijzondere technieken, maar wat maakt deze beter dan de gelinkte?

[3raser]

Je verwisselt waarschijnlijk Terabyte met Terabit. Dat is een factor 8 verschil. Bytes worden meestal gebruikt om opslagcapaciteit aan te duiden terwijl bits worden gebruikt voor netwerksnelheden.

[Xfade]

Oei bedankt voor de update, dat is nogal een verschil.

[rootpowered]

Dat het +-4 keer sneller is lijkt me, 178Tbit/s vs 44.2Tbit/s.
Edit: Dit is ook over een afstand van 2040 kilometer i.p.v. 45 kilometer.

[Reactie gewijzigd door rootpowered op 29 juli 2024 03:37]

[The Third Man]

Deze is slechts 40, staat in het begin

De snelheid van de UCL-onderzoekers werd behaald over een glasvezelkabel met een lengte van veertig kilometer.

De 2040 slaat op een eerder onderzoek waarbij men 172 Tbps over 3 gecombineerde vezels haalde, dus de daadwerkelijke bandbreedte per vezel was 'slechts' een derde.

[3raser]

Omgerekend 15.451.388 3,5" HD floppy's per seconde.

[Verwijderd]

[Core2016]

Dit is toch absurd als je het zo bekijkt. Goede vergelijking!

[thommy_99]

Blijft frustrerend om jarenlang geweldige dingen over glasvezel te lezen, terwijl je weet dat ze er misschien over 10 jaar pas mee aan je deur zijn in België.

[3raser]

Het lijkt me sterk dat deze fantastische snelheid naar je glasvezelverbinding thuis komt. Dit is meer iets voor backbones en transatlantische verbindingen.

[Rembert]

In de tijd dat ik met mijn 300/300 en 1200/75 modempje verbindingen opbouwde was een 14k4 modem al een enorme sprong. De snelheid die ik nu thuis haal met VDSL op feitelijk hetzelfde lijntje was toendertijd ondenkbaar: "meer iets voor backbones en transatlantische verbindingen". Ondertussen is consumenten-glasvezel 10x zo snel als mijn VDSL, da's 3 miljoen keer sneller dan dat 300 baud modem. De stap van 1 Gbit naar 178 TBit is qua factor heel wat kleiner. Ik zie op dit moment ook niet wat ik aan zo'n pijpje heb maar daar denk ik over 30 jaar misschien wel anders over.

[QaZ.]

Ja, maar met 14k4 duurde het ook een uur om een spel van 4 floppy's te downloaden, en nu duurt het ook nog een uur, alleen is het "wat" meer data, maar in tijd schieten we er niet veel mee op

[Verwijderd]

Tja, geef het ook gewoon even tijd. Als er echter eenmaal glas ligt ben je ook wel klaar voor de komende tijd.

Ik zit momenteel op 1Gbit (Tweak) en met die snelheden heb je echt ook niet meer wensen voor nog meer bandbreedte.

[_Drum_]

Ik zou eerder zeggen dat veel afhangt van waar je woont. Ik heb thuis al geruime tijd fibernet van Proximus. 'k Moet voor de eerlijkheid wel zeggen dat de verbinding lang niet zo snel is als 178Tbit / sec

[Damic]

Jij zit wrs in nieuwbouw wijk en je betaald teveel maar wel nice zo snelle verbinding

[Pimorez]

Dit is helemaal geen consumenten spul. Als dit al ooit voor consumenten beschikbaar gaat zijn, dan zal dat over tientallen jaren zijn. Tegen de tijd dat dit in de praktijk wordt gebruikt is dit enkel voor tussen datacenters en exchanges in.

[TheVivaldi]

In Nederland idem dito.

[mr_evil08]

Maak er maar 30+ jaar van voordat dit mainstream gaat worden thuis.

[Reactie gewijzigd door mr_evil08 op 29 juli 2024 03:37]

[Bruin Poeper]

Blijft frustrerend om jarenlang geweldige dingen over glasvezel te lezen, terwijl je weet dat ze er misschien over 10 jaar pas mee aan je deur zijn in België.

Misschien krijg jij dan wel de nieuwste techniek.
Hier krijgen we gratis glasvezel in de maag gesplitst, terwijl er prima ADSL is.
Noodgedwongen ga je dan kijken wat je eigenlijk krijgt: een met de buurt gedeelde glasvezel, waar de bandbreedte voor jou afneemt als de buurt er ook druk gebruik van maakt.
Dat is dus dezelfde situatie als bij de coax van Ziggo.

Deze glasvezel is al ouderwets voordat die in gebruik genomen wordt.

[Reactie gewijzigd door Bruin Poeper op 29 juli 2024 03:37]

[-Colossalman-]

in hoeverre kunnen bestaande kabels hiervoor gebruikt worden? Dit mis ik wat. Scheelt een hoop kosten

[dec0de]

In principe 100%.

Glasvezel is gewoon een licht doorlatende vezel van glas, die veranderd niet echt. Wat moet worden aangepast is alle apparatuur

[-Colossalman-]

mijn vraag kwam eigenlijk uit de melding; door drie cores binnen de glasvezelkabel te bundelen.
normaliter is het toch 1 enkele core per vezel?

[PD van Beek]

Dit gaat over een ander onderzoek. De huidige onderzoekers gebruiken een enkele glasvezel.

[Sjeefr]

Ik snap wel dat mensen klagen over een 1-gigabit-netwerkadapter in hun NAS met zulke snelheden..
/s.

[computerjunky]

En dan te bedenken dat ik 2 fibers hier in huis heb. Voorlopig kan ik nog wel even voort dus.

Ik wil best mijn 2de vezel aanbieden voor testen

[Reactie gewijzigd door computerjunky op 29 juli 2024 03:37]

[Bergen]

Om dat even in een tastbaar perspectief te zetten: dat zijn 450 Blu-ray discs van 50 GB, per seconde!

[Sqweekie]

Ik vraag me ook af hoe het zit met efficiëntie. Ze kunnen de versterkers gewoon vervangen, maar gaan die meer verbruiken om een bredere laser aan te sturen of is het met hetzelfde verbruik ? Voor versterking heb je toch ook altijd energie nodig die aangeleverd moet worden.

Naast de fiber wordt er dus ook altijd wel koperkabels aangelegd voor de versterkers om de zovele km's ... maar daar wordt nooit over gesproken.

Het kan zijn dat het ook verwaarloosbaar is natuurlijk ben geen specialist

[Uberprutser]

Versterkers worden ook steeds efficiënter. Kon je een jaar of 10 geleden maar 8 of 10 fibers per zeekabel, kunnen er nu 12 tot 16 doorheen.

[Cyberpuppy]

Dat is precies waar dit voor gebruikt zou kunnen worden, zodat de bestaande kabels langer gebruikt kunnen worden. Met deze techniek hoef je enkel om de 40 (of 100) km de versterker te vervangen en verder geen nieuwe kabels te trekken. Scheelt wel bij een transatlantische kabel.

[ijdod]

Dan moet je nog steeds je transatlantische kabel omhoog halen om die versterkers te vervangen. Die is immers ietsjes langer dan 40-100 km...

[Cyberpuppy]

Of met een onbemande duikboot. Geen idee, is ver buiten mijn vakgebied.

Maar het zal allicht goedkoper zijn die kabel op te vissen en aan te passen dan de hele kabel weer op te rollen en vervangen door een nieuwe.